История развития нанотехнологий. Некоторые необычные физические явления, проявляющиеся в наномире. Возможные применения нанотехнологий. Государственные проекты по нанотехнологиям. Основные свойства наночастиц. Наночастицы золота в борьбе с раком.
Аннотация к работе
Нанотехнологии и их применение Лицей «Дубна» 2009План: История нанотехнологий и их место среди других наук Некоторые необычные физические явления, проявляющиеся в наномире Возможные применения нанотехнологий Государственные проекты по нанотехнологиям Опасности НАНОТЕХНОЛОГИЙНАНОТЕХНОЛОГИИ: место среди других НАУКС чего все начиналось There’s plenty of room at the bottom Ричард Фейнманн (1959) «1000 $ тому, кто соорудит электромоторчик размером 1 /64 дюйма (дюйм ~ 2,5 см)» а) Фейнман рассматривает моторчик под микроскопом b ) Сам моторчик по сравнению с булавочной ГОЛОВКОЙКТО такие «нанотехнологи»? нанообъекты инженеры-механики физики химики «материалисты» биологи инженеры-электроники специалисты по информатике и компьютерам «Нанотехнологии - область знаний, где объединяются усилия специалистов самых разных специальностей для очередного прорыва на пути человечества к прогрессу».Почему нанотехнологии - это интересно? Цвет зависит от размеров Прочность увеличивается в десятки раз, а пластичность исчезает Температура плавления падает на сотни градусов Реакционная способность веществ растет Появляется способность к самосборке, самоорганизации ... При уменьшении объектов до наноразмеров их свойства изменяются :Наночастицы меняют свой цвет Рассмотрим полупроводниковые кристаллы размером в несколько нанометров («квантовые точки» ): Схематическое изображение уровней энергии и энергетических зон электрона в полупроводнике Полупроводники должны чувствовать падающий на них свет, испуская при этом свет меньшей частоты. Частота испускаемого света уменьшается с увеличением размеров частиц Энергия, необходимая для отрыва валентного электрона и перевода его в зону проводимости, зависит также от того, находится атом на поверхности или внутри вещества.Применение «квантовых точек»: Флуоресцирующие маркеры Квантовые приборы (транзисторы, лазеры) Эксперименты по квантовой механике Египтяне окрашивали волосы с помощью квантовых точек www.nkj.ru/news/7015/Что такое нанопроволоки и почему они такие прочные? Благодаря биополимерной оболочке имунная система их не «видит», поэтому они с кровотоком путешествуют по организму Антитела распознают клетки опухоли и прикрепляют к ним наночастицу Пациента помещают в высокочастотное магнитне поле = > намагниченные ядра наночастиц разогреваются Температура убивает раковые клетки Достаточно одной процедуры Нет вредного воздействия на окружающие ТКАНИНАНОЧАСТИЦЫ серебра - яд для бактерий Изображения, полученные с электронного микроскопа: а) волокна ткани b) ткань после нанесения частиц серебра с) частицы серебра на поверхности волокна Известно, что серебро не участвует в большинстве химических реакций Серебро реагирует с клеточной мембраной бактерии или вируса, блокируя ее способность передавать О2 внутрь Бактерии гибнут от «удушья» Клетки млекопитающих имеют мембрану другого типа, поэтому для них серебро БЕЗВРЕДНОСАМООЧИЩАЮЩАЯСЯ нанотрава и «эффект лотоса» Множество одинаковых наностержней на подложке - «нанотрава» Изза большого поверхностного натяжения, капля воды, попав на «нанотраву», сворачивается в шарик Частички грязи, оказавшись на такой поверхности, сваливаются сами или увлекаются каплями воды Вода и частички грязи не прилипают к «нанотраве», т.к. касаются ее только в нескольких точках«Нанотрава» в батарейках Большая площадь электродов батарейки = > больший ток дает = > быстрее заряжается - «нанотрава» сильно увеличивает площадь поверхности, на которой находится 2.